从湖南省湘江中下游衡阳—长沙段沿岸采集219 个农田土壤样品和48 个蔬菜样品, 测 试其中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 等7 种重金属元素的含量, 并结合GIS 作图与数据统 计, 对农田土壤中重金属空间分布、土壤和蔬菜中重金属富集特征以及其潜在风险进行分析。 结果表明, 农田土壤中As、Cd、Cu、Ni、Pb 和Zn 含量均大于湖南省相应土壤重金属含量背 景值, Cd (2.44 mg kg-1)、Pb (65.00 mg kg-1)、Zn (144.13 mg kg-1) 含量分别超标7.97、3.69 和 1.63 倍。与我国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995) 中II 级标准(pH 6.5~7.5) 比较, 土壤 As、Cd、Cu、Ni、Pb 和Zn 含量的超标率分别为13.2%、68.5%、2.7%、2.7%、8.7%和 15.1%, 表现为以Cd 为主的多种重金属混合污染。菜地土壤中As、Cd、Cu、Pb 和Zn 的含 量( 几何均值) 分别高于水稻土As、Cd、Cu、Pb 和Zn 含量。与《食品中污染物限量》 (GB2762-2005) 等标准比较, 蔬菜As、Cd、Ni、Pb 含量的样本超标率分别为95.8%、68.8%、 10.4%和95.8%; 蔬菜Cd、Pb、Zn 含量与相应土壤的Cd、Pb、Zn 含量存在极显著的相关性 (P < 0.01)。湘江中下游的农田土壤和蔬菜中重金属污染的潜在风险值得关注。
根据2005 年各月在中国大气降水同位素观测网(CHNIP) 位于西北地区的阜康、策勒、 临泽、海北、沙坡头、长武和安塞观测站点收集的降水样品, 对其中的同位素的组分进行测 定, 分析了西北地区大气降水中δ18O的时空分布特征。所建立的局地大气降水线方程"D = 7.05δ18O- 2.17, 反应了西北地区独特的局地气候特点。降水δ18O的温度效应显著, 而降水量 效应只在夏季(6-8 月) 间存在。δ18O的空间分布特征可以很好地反映西北地区的大气环流背 景。应用瑞利分馏模型及动力分馏模型对阜康- 安塞沿线降水δ18O 的定量模拟结果, 揭示了 西北地区降水水汽的分馏主要以动力分馏为主, 雨滴在降落过程中历经了一定的二次蒸发过 程, 其降水水汽中也混入一定量的由局地再蒸发的水汽。此外, 利用西北地区在全球大气降 水同位素观测网络(GNIP) 中的乌鲁木齐、和田、张掖、兰州、银川和西安6 个站点的长时 间序列的δ18O与降水量、温度等气候因子建立的多元线性回归关系可以对降水δ18O进行定量 估算; 基于乌鲁木齐站点12 年的δ18O资料对该地区的温度拟合, 为历史气候的定量恢复提供 了依据。
选取中国西北干旱区11 条具有明确古湿度指示意义的气候记录, 结合冰芯、地层沉积、 湖泊沉积、树木年轮、河流阶地等各种研究资料和历史记载, 研究中国西北干旱区小冰期的湿 度变化。结果表明研究区小冰期(1400-1920 AD) 从整体而言处于相对湿润的阶段: 区内高大 山系降水处于较高时段— —西昆仑山古里雅冰芯积累量增大, 天山山间湖泊水位回升, 祁连山 敦德冰芯孢粉总浓度增加; 而盆地内流系统水量也出现了相应的变化— —塔里木盆地克里雅 河和塔里木河流量增大, 准噶尔盆地艾比湖水位上升, 巴丹吉林沙漠地下水补给量上升, 居延 海入湖水量增大, 湖面扩展, 青海湖盆地降水增加, 有效湿度增大, 苏干湖水体盐度降低, 入湖 水量/ 蒸发量之比升高。同时, 较高分辨率的湿度资料显示, 研究区东—南边缘地带在小冰期 内部存在次一级的干湿波动, 两个湿度较高的时期出现在16 世纪和18 世纪, 分别与小冰期内 部的两个相对温暖时期有很好的对应。中国西北相对湿润的小冰期主要是西风带强度增加和 位置南移造成该区域降水增多和全球性普遍降温导致有效湿度增大两个因素共同作用的结果, 研究区边缘地带小冰期内部冷干暖湿的配置则主要体现了夏季风的影响。
高庙盆地内史前文化遗址密集, 史前文化聚落的分布和自然环境关系密切, 受河流地貌影响尤其显著, 绝大部分连续性文化遗址都分布在T3 阶地上。5~4 ka BP 本区气候暖湿, 对应马家窑到马厂时期, 盆地内聚落分布由T3 阶地向T2 转移, 聚落分布模式由均匀到凝 聚, 数量和规模持续扩大, 到马厂时期, 聚落发展到鼎盛, 并出现了中型遗址, 成为聚落的中心, 聚落等级上升为两级; 4 ka BP 时气候突变, 急剧的降温, 使得从齐家文化到卡约—辛 店文化, 盆地内的聚落形态倒退。因此, 气候变化对盆地内聚落演变影响显著, 聚落对气候变化的响应明显。
利用红河流域32 个气象站1960-2000 年逐月降水、气温、蒸发等实测资料, 元江、李 仙江和盘龙河1956-2000 年径流量资料, 使用GIS 技术支持以及Kendall 检验法、方差分析 法、累积距平法, 分析云南红河流域径流的时空变化规律, 重点探讨径流时空分布变化与红 河流域河谷与山脉的“通道—阻隔”作用的关联, 得出如下结论: (1) 在红河流域河谷与山脉 的“通道—阻隔”作用的影响下, 降水量和径流深等值线在空间上呈西北- 东南向分布, 分 布模式与河谷/ 山脉的走向基本一致, 并在哀牢山北段和李仙江下游地区形成两个高值区。 (2) 在多年平均尺度上, 红河流域河谷与山脉的“通道—阻隔”作用对径流变化的地域差异影 响最大, 其次是降雨, 对气温则不明显: 李仙江的降水量明显大于哀牢山东部的元江和盘龙 河区, 其降水量变化的相对偏差则小于它们, 反映出哀牢山的阻隔效应; 三个区的平均气温 差别不大, 反映出在较大的时间尺度上受该区特殊环境格局的“通道—阻隔” 作用不明显; 多数降雨、径流和气温特征值及其出现时间的变化, 在盘龙河与元江及李仙江都明显不同, 反映出红河流域山脉的阻隔作用明显。(3) 在区域气候变化及红河流域河谷与山脉“通道—阻 隔”作用的叠加影响下, 红河流域的径流变化在东西方向上差异明显: 沿红河断裂发育的元 江流域的径流量表现出上升的趋势, 而西部的李仙江和东部的盘龙河径流量呈现出减少的趋 势; 元江和李仙江的年径流有一个准5 年的变化周期, 而盘龙河则有一个准8 年的变化周期; 三个区域的径流量变化表现出不一致的阶段性。
基于长江中下游气象资料、历史水沙资料和2006 年10 月现场水沙观测资料, 分析了 典型枯水年大通站的月均径流量和输沙率特征、2006 年特枯水情产生的气候背景以及对长江中下游含沙量和悬沙粒径产生的影响。分析表明, 枯水年长江干流输沙量有显著的减少, 2006 年特枯水情下大通站汛期输沙量仅占多年平均值(1985-2000 年) 的19.8%。在特枯水情 和三峡工程蓄水的背景下, 2006 年10 月长江中下游含沙量平均为0.057 kg/m3, 只占 2003-2005 年10 月平均值的20.6%。2006 年10 月长江中下游悬沙中值粒径平均为4.8 µm, 悬沙中值粒径只占多年平均值的26.3%, 占近期平均值的41.8%。含沙量、悬沙粒度和中游 河床冲淤特性的综合分析表明, 城陵矶—湖口河段水沙垂向交换强, 是三峡兴建以后近期河 道调整频繁的河段。洞庭湖和鄱阳湖对长江干流含沙量的贡献较大, 尤以鄱阳湖的贡献最大, 长江中下游其他支流对长江干流含沙量的贡献较小。汉江和巢湖对长江中下游悬沙粒径的影响相对较大, 而洞庭湖和鄱阳湖则对悬沙粒径的影响相对较小。
天山北麓河流阶地序列及其年代一直是悬而未决的问题。根据详细的野外工作, 确定天山北麓发育7 级河流阶地, 其中T7、T6、T5 及T2 等主要阶地为河流切割先期冲积扇而形 成, 与4 级阶地对应的4 期冲积扇分别为F1、F2、F3 与F4。由于天山北麓构造隆升向盆地方 向迁移, 冲积扇呈串珠状发育, 背斜带间发育的冲积扇平面形态则由于南北背斜的限制而变 得不规则。基于黄土—古土壤序列对比分析、ESR 与OSL 测年以及前人研究成果, 确定天山 北麓河流下切形成T7、T6、T5 及T2 等阶地的时间分别为约0.54 Ma BP、0.3~0.2 Ma BP、 28~8 ka BP 和全新世早期。阶地年代表明, 天山北麓3 级主要阶地T7、T6、T5 及对应冲积扇 发育与天山更新世3 个冰期间冰期旋回基本对应。
基于RS 和GIS 的支持, 以深圳市为案例研究地形对景观格局及其垂直分布的影响, 进行景观格局时空动态分析。文章指出, 人类活动对土地的干扰程度表现为从低平地区向高 峻地区递减, 从而导致在以山地占主体的盐田等区在城市化前期低于地势平坦的福田等区; 随着城市的进一步加深, 福田等区多样性指数则快速降低, 盐田等区相对降低很少, 或还处 于上升状态。多样性指数在高程带和坡度带上多时段变化表明: 在垂直空间上, 土地利用结 构的垂直分异是景观格局垂直分异内在原因, 多样性指数的空间曲线和时间曲线具有反“U” 形库兹涅茨曲线特征, 但是这种曲线变化特征需要到一定的城市化阶段才能形成, 并且曲线 特征随城市化的加深而更加明显; 在时间上, 低海拔和低坡度地区的多样性指数的动态特征 也有类似库兹涅茨曲线的反“U”形, 而且随城市化的加深, 具有这种特征的高程带和坡度 带均在上移。
建立具有空间属性的历史时期土地覆被数据集有助于更好地模拟土地覆被变化的气候 与生态效应。根据我国历史时期土地开发利用的特点, 深入分析了影响我国历史时期土地开 发利用的主导因子, 量化了海拔高度、坡度、人口分布等自然及人文要素与耕地分布的关系, 并以此为依据设计了一套将我国传统农区历史耕地数据网格化的方法与算法模型, 计算各网 格(分辨率为60 km×60 km) 耕地面积占整个农区耕地总面积的比重、以及各网格的耕地面 积与垦殖率; 同时利用基于《嘉庆重修一统志》重建的中国传统农区历史耕地资料, 采用上 述方法与算法建立了研究区内1820 年(清嘉庆二十五年) 60 km×60 km 空间尺度的耕地数据 集, 并绘制了分布图。重建结果与册载府级田亩数据的比较分析表明: 该方法与算法可以有 效地将以行政区域为统计单元的中国历史耕地数据量化为具有统一且更高空间分辨率的网格 化数据集。
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城市群紧凑度是指在城市群形成与发育过程中; 所体现出的城市(城镇)、产业、资源、 资金、交通、技术、人才等物质实体按照一定的经济技术联系在空间上的集中程度; 包括城 市群产业紧凑度、城市群空间紧凑度和城市群交通紧凑度等类型。适度的紧凑度是城市群综 合效益最大化的集中体现; 城市群紧凑度过高、过低都不利于城市群的健康发展。从产业、 空间和交通三大视角入手; 通过构建城市群紧凑度的综合测度模型; 对选取的23 个城市群紧 凑程度进行分析后认为; 中国城市群紧凑度总体不高; 且空间差异性大; 根据这种差异; 采用聚类分析法可将中国城市群综合紧凑度划分为高度紧凑、紧凑、中度紧凑、低度紧凑和不紧凑(分散) 5 个等级。城市群综合紧凑度呈现出由东向西、由南向北逐渐降低的分异态势。 城市群综合紧凑度与城市群发育程度呈现出高度的正相关性。如何科学调控城市群紧凑程度; 紧凑程度达到一种什么样的标准才是最佳选择; 这是本文研究中试图回答的问题。该研究为 我国城市群的形成与发育; 为建设资源节约型城市群、环境友好型城市群、生态型城市群和 高效型城市群提供定量的决策依据; 为推动我国城市群的适度集聚和健康发展奠定科学基础。
以2006 年大连市大规模调查问卷为基础数据, 运用数理统计和GIS 分析手段, 从“居住安全性”、“生活方便性”、“居住舒适性”、“出行便利性” 和“环境健康性” 五大类指标出发, 首先, 对大连的城市宜居性的综合水平和各要素进行了评价; 其次, 研究了宜居性评 价结果与居民的收入、家庭构成、学历、年龄、性别等社会经济属性特征之间的相关关系;然后, 按照居民的四类社会属性, 利用聚类分析方法, 研究了大连工薪阶层、年轻白领、低收入阶层和年轻打工族等四类人群对城市宜居性的评价差异, 其中, 拥有高收入和高学历的工薪阶层和年轻白领对大连的宜居现状满意;低收入阶层和年轻打工族收入偏低, 居住区主要位于市郊和老工业区等, 对大连的宜居性评价较低。
住房需求结构分析是制定住房政策和相关技术标准的基础。根据家庭收入、当前居住条件等指标来界定具有不同需求的居民群体, 以及确定适合各个层次的合理的住宅供给目标, 是住房政策中的一个具有重大现实意义的课题。为此, 从住房消费行为的微观视角出发, 对城市住房需求层次的定量划分以及需求结构的定量模拟问题进行了研究。首先, 分析了家庭人口、收入、当前住房面积、职业、住房区位、投资倾向和家庭结构变更预期等住房需求的影响因子及其相互作用关系。在此基础上, 提出了由住房需求层次模型和住房面积需求模型 相互嵌套而构成的住房需求结构的空间相互作用模型。其次, 运用北京市家庭住房需求的调 查数据, 对模型进行了检验分析。分析结果较好地再现了居民的住房需求, 不仅定量地给出了划分住房需求层次的适当门槛, 还揭示了不同需求层次的家庭在期待住房面积方面的数值差异。由此证明了通过住房需求结构的微观分析来确定相关需求主体的划分标准和住房面积 标准的可行性, 为住房政策研究提供了新的方法。
城市集聚增长日益显著以及城市间连接性的增强等是20 世纪90 年代以来中国城市发 展的显著特征。通过运用GIS 环境下的Moran's I 等技术方法, 探讨了1990-2005 年中国城市 人口的空间集聚特征及其演变规律, 结果表明: 尽管总体上城市人口的正空间集聚性不强, 但局部空间集聚特征明显, 存在较强的规律性, 主要表现为“T” 字型和沿主要铁路交通线 的发展态势, 而其演变过程体现了中国城市体系空间结构正处在不断优化之中; 三大地带城 市人口空间集聚的特征反差明显, 东部城市区域基本表现为一体化发展趋势, 而中西部城市 区域则趋向于极化发展或表现出较差的整体协调能力; 进一步来看, 城市人口空间集聚的不 平衡性, 不仅体现于区域之间也体现于区域内部的城市之间, 且其作用范围进一步扩大, 集 聚区位有所变化。总体来看, 这一典型转型时期里, 中国城市人口的空间集聚特征及其演变, 体现出了市场力量、经济发展状况、基础设施建设及国家空间开发政策等的积极作用。
根据浙江省环杭州湾产业带2005 年TM 影像和2005-2020 年城市规划数据, 利用GIS 空间分析方法, 分析了规划期间建设用地扩展对湿地的侵占威胁, 并对湿地退缩的潜在风险 进行分析。结果表明: ① 环杭州湾产业带湿地资源丰富, 类型多样, 分布广泛, 现状建设用地在空间上与湿地交错分布, 关系十分密切。② 未来15 年, 城市建设用地扩展规模大、速 度快, 将侵占大面积湿地, 主要是分布在杭州湾南岸湿地围垦区的坑塘、养殖水面类湿地;宁波、杭州、慈溪是湿地退缩最严重的区域。③ 由于现状建设用地与湿地空间分布紧密相关, 湿地被建设用地侵占的潜在风险整体上较大, 且随着建设用地的扩展, 对湿地的侵占有加剧的趋势。④ 建设用地增长幅度及其规划布局对湿地减少有重要影响, 应通过调整建设用地规划、湿地占用补偿、城市湿地公园建设等措施, 加强湿地保护。
从粮食获取能力和粮食安全保障阈值的角度, 综合考虑粮食供需平衡、粮食安全储备、 经济补偿能力等因素, 构造综合评价指标—粮食安全保障的财政压力水平, 以粮食安全保障 费用不超过地方财政收入水平的25%作为可接受水平, 共识别出6 个不同类型的粮食安全区。 在没有重大灾害事件发生和现有粮食播种面积不变的前提下, 全国有14.5%的县(市) (1 级和3 级粮食安全区) 能够通过粮食生产或者经济补偿能力保障小康水平的粮食安全。全国29.4% 的县(市) 属于2 级粮食安全区, 其中57%的地区是中国的主要余粮区, 约占全国主要余粮区 中的72%, 因财政收入低、人口密度大, 不能负担庞大的小康水平粮食安全储备费用。中国 粮食安全最脆弱的地区(6 级区) 占全国县(市) 总数的30%, 不具备温饱水平粮食生产能力和 经济补偿能力, 主要包括两类地区: ① 夏季季风区边缘地带的农牧交错带及秦岭地区, 以及 南方贫困的丘陵地区属于“资源型粮食短缺地区”; ② 广西、广东南部以及东部沿海地区等 富裕地区属于“结构性粮食短缺地区”, 过低的粮食自给率已影响到粮食安全应急保障能力。
借鉴西方经济地理学中的新区域主义和企业与区域联系的关系型理论框架, 对中国国 有企业的区域差异进行了实证分析, 发现中国的国有部门存在显著的内部差异。分省看, 存在显著的东西差异和南北差异。华北和东北的国有企业在规模上要远远大于华东和华南的国有企业, 但是前者的生产效率却要落后于后者。分地市看, 高生产效率的国有企业呈现逐渐 向沿海都市经济区集聚的空间态势。统计检验表明地方化的贸易和非贸易性联系是影响国有 企业生产效率的区域因素。具体而言: ① 与地方经济有着较多的生产和市场联系的国有企业, 受区域外部经济效应的影响, 其生产效率越高; ② 地方劳动力市场的多元化程度有利于国有企业采取灵活的薪酬制度和劳动力管理措施来提高生产效率; ③ 与外资企业的非贸易联系可以方便国有企业学习和采纳行之有效的组织行为和管治结构, 并促进其生产效率的提高。
在不改变目前城市结构的前提下, 通过模拟居民的居住与就业区位的最优组合获取理论上的最小通勤, 过剩通勤是实际通勤成本与最小通勤成本之间的差值, 它反映了城市通勤效率和潜力。利用线性规划函数, 以广州市为例, 利用2001 年和2005 年家庭调查问卷数据, 计算两年的过剩通勤分别为58.41%和44.74%, 这部分通勤是可通过优化居住与就业的区位组合而理论上可节约的。过剩通勤与家庭社会经济特征有关, 尤其与家庭收入、户籍类型、 住房产权和类型等密切相关, 家庭结构分化和收入分化是产生过剩通勤的重要原因。除受模型假设产生的误差影响外, 过剩通勤的产生还受社会经济体制改革、城市规划与建设及个人 的居住与就业偏好等因素的影响; 住房、国企和土地等相关制度的改革导致城市居住与就业空间重组、城市规划较少关注小区域范围内居住与就业的平衡、个人的择居和择业偏好的变化, 这些因素相互影响、相互作用, 共同对过剩通勤的产生和扩大产生重要影响。
以运输区段为研究单元, 以区段客流密度、货流密度、区段长度为原始数据, 将1990 年、1994 年、1999 年、2000 年和2005 年的东北地区铁路运输区段划分加以统一。首先运用 GIS 技术分析铁路运输密度变化的空间特征; 然后通过计算基尼系数、泰尔指数、集中指数 和崔王指数, 分析各年度铁路客货流分布的空间差异和极化程度;最后比较哈大线、沈山线 和滨洲-滨绥线等铁路干线的客货运周转量及比重变化。研究表明: ① 20 世纪90 年代铁路客流的空间极化比较明显, 2000 年以后极化趋势变缓或有所逆转; ② 货流在上行方向(向中部哈大线方向、向南部关内方向) 有趋于极化的特征; ③ 不管客流分布的总体特征向极化或分散方向如何变化, 哈大线在东北铁路网中的地位都在持续加强, 哈大线以外地区客流分布 趋向均衡。1990 年以来东北铁路运输分布的变化支持这样的区域空间极化过程: 向哈大沿线 集聚; 东北地区地域系统的层级减少, 哈大轴带作为顶层结构对整个东北地区的控制范围和程度增加。东北地区铁路网的整体性和区域一体化程度加深。
在借鉴中外对“核心竞争力” 研究的基础上, 构建了影响区域物流业发展核心竞争力理想的宏观要素指标系统模式。在此基础上, 从客观实际出发, 创建了山东半岛城市群物流 业发展核心竞争力评价指标体系。通过对山东半岛城市群及其所含8 市物流业发展核心竞争力的综合评价排序和等级划分, 通过其与东部沿海五大城市群物流业发展核心竞争力的比较 及其影响要素的相关分析, 探明了影响山东半岛城市群物流业发展核心竞争力的主要与次要 因素, 得出结论: 培育、营造和提升区域物流业核心竞争力, 关键在于增强区域经济实力, 提高物流企业竞争力, 加强物流业科技创新竞争力;在一定时期内, 随着区域物流业核心竞争力不断增强, 从而使物流业成本不断降低, 一个单位物流业成本投入所创造的GDP 不断增大。提出建议, 为营造和培育山东半岛城市群物流业发展核心竞争力提供了科学依据。
结合塔里木河中下游74 个植被样地和74 眼地下水位监测井(2005-2007 年) 数据, 将 地下水位按不同埋深划分为0~2 m, 2~4 m, 4~6 m, 6~8 m, 8~10 m 和>10 m 6 个梯度, 对不同地下水埋深下的群落盖度、物种多样性进行了分析, 并探讨了主要植物种分布频率与地 下水埋深的关系。结果表明: 在地下水位2~4 m 时, 物种多样性最高, 其次为4~6 m, 再次为0~2 m; 当地下水位在6 m 以下时, 物种多样性锐减。塔里木河中下游主要植物最适宜水位在2~4 m 之间; 这些植物能够正常生长的地下水埋深区间为3~6 m。这表明, 塔里木河下 游植被恢复的地下水位应确保达到6 m 以上。
利用中国新疆地区1960-2005 年109 个设有蒸发皿蒸发观测的常规气象站资料, 并结 合不同驱动场和不同陆面模式的模拟结果, 对蒸发皿蒸发及模拟的实际蒸发的年、各个季节 的变化及其它们的相互联系进行了详细的分析和讨论。结果发现, 在过去的46 年里, 年蒸发 皿蒸发总体上都表现为明显的下降趋势, 而实际蒸发在总体上显著上升, 与蒸发皿蒸发的变 化趋势相反。在80 年代中后期, 蒸发皿蒸发、实际蒸发和降水的转折点(1986 年) 一致, 进 一步说就是无论在转折点的前后, 降水增加的转折性变化与模拟的实际蒸发的转折性增加变 化一致, 而与蒸发皿蒸发减小的转折性变化相反, 这表明, 在新疆地区, 蒸发皿蒸发和实际 蒸散之间具有相反的变化关系, 这支持Brutsaert and Parlange 提出的蒸发皿蒸发和实际蒸散 之间具有互补相关关系(变化趋势相反) 的理论。分析气温、降水、湿度、云量和日照时数等 环境变量的变化趋势发现: 降水、云量等表征大气中水分特征的变量表现为明显的上升趋势, 这也间接的证明了蒸发皿蒸发和实际蒸散之间存在相反的关系, 而与各个环境变量之间相关 系数的分析则表明, 气温日较差、风速、低云量和降水是与蒸发皿蒸发和实际蒸发关系最紧 密的环境因子, 它们的变化可能是导致蒸发皿蒸发和蒸散量变化的原因。
水资源对城市化的约束力已经成为干旱缺水地区决定城市化发展速度, 进而决定城市化和社会经济发展规模的重要外营力之一, 科学度量并探讨其时空变化, 对水资源可持续利用与城市化正常推进具有重要意义。以定性与定量分析相结合的方法建立了水资源对城市化 约束强度的综合测度指标体系, 采用熵技术支持下的层次分析法构建出水资源对城市化约束强度的综合测度模型, 并对1985-2005 年河西走廊水资源对城市化约束强度的时空变化进行了分析。结果表明, 河西走廊水资源对城市化的约束强度在空间上总体表现为自东向西逐渐减小, 在时间上表现为由较强约束类型变为强约束类型, 总体呈不断增加态势, 但近年来略有缓解。虽然河西走廊水资源开发利用潜力综合指数与城市化系统综合发展指数都较低, 面临缺水和发展的双重矛盾, 但目前河西走廊大部分地区水资源对城市化的约束强度仍属于较强或强约束类型, 仍然能够通过合理调控实现可持续发展。
利用青藏高原60 个气象站1960-2005 年的土壤温度观测资料, 采用Mann-Kendall 法和功率谱方法对不同深度土壤温度的时间变化进行趋势突变和周期检验, 并以主成分方法考察 其空间分布特征。分析结果发现青藏高原浅层土壤温度自1970 年以来升高趋势明显, 1969-1970 年为明显的突变点; 40~320 cm 的深层土壤温度存在3.25 年的显著周期变化; 浅 层土壤温度空间特征则主要体现为全区一致型和南北反向变化型。同时以浅层土壤温度梯度 (10~20 cm) 的变化特征讨论了青藏高原地气间能量的交换关系以及浅层土壤温度梯度对高原 多年冻土的响应, 认为高原地气温差和浅层土壤温度梯度之间存在一种涨落机制, 体现的是 高原地气间的耗散结构关系; 而浅层土壤温度梯度分布特征对高原多年冻土有明显的响应。
利用西藏羊卓雍湖流域气象、水文观测站1961-2005 年逐月的平均气温、降水量等资 料, 分析了近45 年流域气温、降水的年际和年代际变化特征和异常年份, 以及羊湖水位变化趋势及影响因子, 结果表明: 近45 年流域年平均气温以0.25 oC/10a 的速率显著升高, 增温主要表现在秋、冬季。近25 年, 流域平均降水量除冬季呈减少趋势外, 其他各季节表现为显 著的增加趋势, 增幅为11.4~30.0 mm/10a, 夏季增幅最大; 年降水量以54.2 mm/10a 的速率明显增加。20 世纪60 年代至90 年代, 除夏季外, 其他3 季表现为逐年代增温趋势。在夏季, 降水量除80 年代偏少外, 其他3 个年代偏多; 而冬季相反, 80 年代降水偏多, 其他3 个年代偏少。流域年平均气温异常偏高年出现过3 次, 且发生在20 世纪90 年代末至21 世纪初; 60 年代后期和70 年代初降水多异常年份。自1997 年发电以来, 降水量呈增加趋势, 流域平均降水量达409.7 mm, 明显高于平衡降水量, 水位呈较明显的上升趋势。降水增多、日照减少, 以及气温明显升高、冰雪融水增加是造成水位上升的主要原因。
中国生态地理区域系统是我国区域系统研究定量化、系统化、动态性发展的重要成果。 为深入探讨其土壤指标体系建设问题, 以《中国土种志》和省级土壤资料中的剖面点数据为 基础, 采用主成分分析与判别分析相结合的方法, 以中温带东部地区为例, 探讨适合进行中 温带东部地区生态地理区域系统划分的土壤指标; 在此基础上对代表中温带东部地区生态地理区域特征的土壤类型进行聚类分析。结果表明: A 层有机质含量、阳离子交换量、pH 值、 粘粒含量和土壤容重等5 项指标在中温带东部的生态地理区域划分中作为土壤指标较为合适; 运用回归克里格方法, 得到5 项土壤指标的空间分布数据库; 与区划中土壤类型和单项土壤区划相比, 简洁量化的土壤指标更适宜系统的表述中温带东部的生态地理区域特点。
矿业活动通过多种途径将矿石中伴生的还原态硫带入土壤而导致周边土壤酸化, 是目前矿山周边普遍面临的重要环境问题。本文以广西环江为例, 探寻大面积农田酸化的原因和 酸度分布特征。研究结果表明: 矿物组成分析(X-ray)、硫形态分析(EXAFS) 和同位素分析 结果表明: 环江农田土壤酸化的原因是洪水携带含硫尾砂进入农田, 还原态硫氧化产酸导致 土壤酸化。由于矿渣中还原态硫的污染, 受污染土壤的酸度、铁和硫的浓度显著高于未受矿渣污染的土壤。大环江沿岸出现不同的污染特征: 上游土壤的Fe, SO42- (SS)和St 含量较高, 但土壤尚未发生明显酸化; 中下游农田土壤H+ 和SO4 2- 含量较高, 土壤发生明显的酸化现象, 还存在继续酸化的风险。土壤受还原态硫污染后, 如果将旱地改为水田, 则可以降低土壤还原态硫的氧化速度和减缓酸化速度。
在考古发掘基础上, 野外共采集样品217 个, 对遗址地层剖面中63 个样品进行了有孔虫、植物碎屑及种子化石等的鉴定分析, 对4 个地层相关样品进行了14C 测年及相关分析。 在第10 层的泥炭层中发现底栖有孔虫2 种1 属, 即压扁卷转虫(Ammonia compressiuscula) 和近亲卷转虫相似种(Ammonia cff.sobrina), 表明全新世以来骆驼墩遗址及其附近区域在马家浜 文化出现之前的7500~5400BC 之间曾经历过海侵事件; 共发现植物化石9 种450 颗, 鉴定结果共统计出4 (科)属, 即Polygonum sp. (蓼属未定种)、Scirpus sp. (藨草属未定种)、Najas sp. (茨藻属未定种)、Physalis sp. (酸浆属未定种), 多属湖泊、沼泽等水生环境。
通过在北洛河中游黄陵洛川段河谷的考察, 选择典型的古洪水平流沉积剖面进行了古 洪水水文学研究。在野外考察测量的基础上, 采集平流沉积层样品, 进行粒度成分、磁化率、 烧失量、CaCO3 含量等分析, 证明研究地点具有典型的古洪水平流沉积层, 并且通过地层学对比分析, 确定其为中晚全新世特大洪水的沉积物。利用水文学原理计算出该组古洪水沉积层所记录的特大洪水的洪峰流量在12 350 m3/s~14 730 m3/s 之间。同时通过对该断面下游方 向20 km 处的东王河铁路桥1994 年9 月洪水洪痕的测量, 利用相同方法计算其洪峰流量, 证明古洪水水文学计算结果合理可靠, 从而为北洛河中游的工程建设及沿岸地区的防洪减灾提供重要的数据资料。
在北部湾东部海域采集表层沉积物71 个, 通过粒度分析获得其粒度参数(平均粒径、分选系数、偏态), 用克里格插值法将不规则采样站位的粒度参数内插为规则网格分布的相应粒度参数。采用地统计法分析其空间相关性, 计算度量空间相关性范围的参数, 即半方差图中的变程值。结果表明, 使用地统计分析获得的粒度参数变程值物理意义较为明确, 可作为粒径趋势分析模型的特征距离, 其中分选系数变程值作为特征距离的计算结果与前人的海流、沉积物输运信息更为吻合; 这在一定程度上消除了传统方法(试算法或经验估计法) 获取特征 距离可能造成的模型计算误差。采用不同间距插值时得到的粒径趋势矢量具有不同的空间分 辨率, 其中高分辨率的细化图所反映的海底沉积物净输运趋势与余流和环流等所反映的沉积物输运细节特征吻合较好, 低分辨率的概化图可大致反映该区域沉积物的总体输运趋势。地统计分析的结果对未来研究工作中采样间距的选取也具有指导意义。
退耕坡地是近年来黄土高原整治生态环境和控制水土流失的有效措施。基于WIN_YIELD 软件, 以延安燕沟流域为例,利用2005 年延安站的逐日气象数据和燕沟流域地貌、土壤及土地利用等资料, 模拟分析了不同地形高程、坡度和坡向条件下不同作物产量及水土流失的分异特征。结果表明: 在黄土高原, 地形坡度是影响作物产量、径流和泥沙的重要因素, 地形高程和坡向的影响普遍较微弱; 地形坡度越大, 作物产量越低, 高粱和玉米在坡度为25o 时的产量模拟值分别较0o 时下降15.44%和14.32%, 大豆、绿豆和马铃薯的下降幅度依次为5.26%、4.67%和3.84%; 产生径流和泥沙随地形坡度的增大而增大, 在坡度20o左右存在一个高值区间; 不同作物的水土保持效益由高到低依次为大豆、绿豆(豆类)、马铃薯、玉米和高粱; 坡度小于5o的坡耕地可以不进行梯田改造, 坡度大于15o 的坡耕地应及早实现退耕还林还草。
首次引入国际著名城市地理学家M.Batty 提出的“城市规模等级钟”、“等级距离钟” 和“半生命周期” 理论; 利用地级以上城市的人口—等级数据, 测算了表征中国城市规模等 级演化特点的“等级钟”、“等级距离钟” 和“半生命周期”, 探讨了演化过程与机制; 利用 历史人口数据, 研究了若干历史城市近2000 年间的“等级钟” 演化特征。等级钟研究表明, 中国特大城市的规模等级钟变化较小, 城市位序稳定; 在区域空间差异上, 东部沿海城市等 级钟变化明显, 位序上升迅速; 东北地区城市等级钟呈现较大变化, 但演化方向与东部沿海 城市相反, 城市位序逐渐下降; 西部和内陆城市等级钟变化缓慢, 位序难以进入顶级序列之 中。等级距离钟表明, 中国高位序城市等级距离变化较小, 低位序和新设立城市的等级距离 变化明显, 整个城市系统的变化较为平缓, 仅在1980-1985 年间和2000-2005 年间出现较大变化, 体现了中国在改革开放初期与21 世纪开始的二次较为迅速的城市化发展历程。半生命周 期研究表明, 中国城市体系在生命周期现象不明显的总体背景下, 以20 世纪80 年代为时间 界标, 百位城市的前、后半生命周期仍然显现有较为明显的时间尺度差异, 自该时间界标以后, 新兴城市替代传统城市的速度开始加快。中国历史城市“等级钟” 表明, 城市位序等级 的变化是多种动因的叠加, 以政治职能为主的城市位序与其政治地位密切相关; 沿海、沿江 城市的位序则更多地与地理区位条件和经济政策相关联。
西方的城市居民出行需求研究已经由基于出行的分析转向基于活动的分析, 而国内的相关研究几乎空白, 特别是基于家庭的分析。基于出行的交通需求理论在交通规划中的不足, 强调活动分析法的理论基础和应用优势, 提出了基于家庭的活动—移动行为的理论并进行模 型验证。采用天津市居民时间利用日志调查的第一手数据, 以家庭为研究单元, 建立结构方 程模型, 在解读天津市民工作日的活动—移动模式的基础上, 验证了基于家庭的活动分析法 的理论。结果表明, 出行来源于相应的活动参与, 且活动分析法很好地解决了四阶段法等基 于出行的模型的一些不足。男女家长之间存在明显的活动—移动联系, 并且在非工作活动上存在联合参与行为。在考虑活动和家庭成员的间接效应时, 社会经济属性对居民出行时间的的总体效应和直接效应显著程度不一, 验证了基于家庭的活动分析法在出行行为研究上比传统基于出行的分析更加全面和深入。
基于地铁系统数据统计分析, 对地铁建设的空间时序以及网络发育差异进行归纳, 结 合相关数据推导出地铁规模的匡算模型, 并依据地铁系统的属性指标组和网络指标组对世界 121 个城市地铁系统样本进行聚类分析, 将其划分为3 个类别, 并讨论城市人口规模和城市 用地规模对地铁规模的影响, 最后对中国53 个城市进行地铁规模匡算和等级划分。结果显 示, 世界城市地铁建设在时空上存在波动性, 地区间地铁系统的网络发育不均衡, 欧洲和北 美洲的地铁网络发育较为成熟, 而亚洲和南美洲的地铁网络则有较大的扩展潜力。第一类别 地铁系统规模大, 网络发育成熟, 但仍有较大的扩展潜力, 地铁规模与城市用地规模的相关 性更强; 第二类别地铁系统网络的发育程度较好, 但是扩展潜力一般, 地铁规模与城市人口 规模和城市用地规模的相关性较弱; 第三类别地铁系统的规模普遍较小, 地铁网络发育处于 较低等级水平, 地铁网络仍然有很大的成环潜力和结合潜力, 地铁规模与城市人口规模的相 关性更强。中国城市地铁的匡算规模介于37.4~129.9 km, 根据模型的匡算结果中国地铁系统 可以划分为4 个等级, 未来中国的地铁建设仍然有很大潜力。
以1993 年和2000 年对中国七个不同乡镇的近百家乡镇企业和近4000 名企业职工两次 实地调研的数据为基础, 运用实证研究的方法, 探讨了20 世纪90 年代中国乡镇企业改制过 程中乡镇财政收入、乡镇企业职工工资和福利以及农村劳动力转移的变化。结果表明: 乡镇 企业改制对我国农村地区的社会经济造成了较为深刻的影响, 由于乡镇工业发展缓慢和集体工业的改制, 私营经济成为农村经济的主体, 其与乡镇政府的直接经济联系有所减弱, 乡镇企业税收对财政的支撑作用有所减弱; 乡镇企业职工工资有不同程度的增长, 但增长幅度不大, 乡镇企业职工的福利没有得到显著改善, 土地的社会保障功能仍然十分突出; 私营企业 通过提高劳动效率、加大劳动强度和增加劳动时间来增加企业效益, 这也导致90 年代后期乡镇企业对劳动力吸引能力的减弱。乡镇企业劳动力市场基本还局限在镇区范围, 只有当镇区劳动力资源短缺时, 跨区域的劳动力市场才会发育。
广东省外资分布的地域差异是导致省内区域发展不平衡的重要因素之一。本文主要分 析改革开放20 多年来广东省外商投资的总体时空扩散模式, 并探讨不同来源地的外资在不同 时期的分布与扩散情况及各自投资动因的变化。研究表明, 广东省外商投资的时空模式不断 演变, 经历了由外资增长极向外扩散的过程﹔随着省内投资环境日趋成熟, 政策因素对外商 投资的吸引力减弱, 而区域经济发展水平与区域市场规模是吸引外资最重要的因素; 不同来 源地的外资的时空扩散模式与动因皆有一定的差异。最后, 对广东省改善投资环境与利用外 资工作提出了建议。
国际发展经验表明, 大都市生产者服务业具有强烈的向中心商务区聚集的特征, 同时 随着产业分工深化和技术进步, 也具有向郊区扩散的趋势。利用空间基尼系数、经济计量模 型分析等方法分析北京市的金融服务业、信息咨询服务业、计算机服务业三大类生产者服务 业在城市中尤其是在中心城区和近郊区的的空间分布和聚集情况, 发现北京市的生产者服务 业呈现明显的聚集特征, 而向郊区扩散的趋势并不明显, 并且金融业、信息咨询业、计算机 服务业三类生产者服务业的聚集特征有所差别。北京市生产者服务业空间区位选择是由市场 规律、政府规划、城市特色共同作用的结果。总结国内外的研究结果发现, 生产者服务业的 空间分布主要由经济活动的联系特征、生产要素特征和区位条件三个要素所决定。
生产性服务业与制造业的有机融合、互动发展既是全球产业发展的趋势, 也是中国走 新型工业化道路的重要途径。以北京市为案例区, 运用相关分析、投入产出模型、空间自相 关模型、变异系数、地理联系率等, 对生产性服务业与制造业互动的产业关联与空间分布进 行实证研究, 旨在为首都产业结构优化、空间布局调整提供科学依据。研究表明: ① 生产性 服务业投入与制造业效益提升呈现正相关性, 但制造业服务化程度较低; ② 制造业对生产性 服务业的中间需求结构不断提升, 不同类型制造业对生产性服务业的中间需求结构存在明显 差异; ③ 生产性服务业对资源密集型制造业的中间投入趋于下降, 对技术密集型制造业的中 间投入趋于上升, 不同类型生产性服务业对制造业的中间投入结构存在明显差异; ④ 制造业 与配套生产性服务业均呈现显著的空间集聚性, 但集聚与分散的空间格局存在明显差异, 就 业空间分布的一致性较差, 进一步验证了制造业与配套生产性服务业具有空间可分性。
文化扩散是文化地理学和传播学的重要研究内容。以往关于文化扩散的模型多以时间为主要变量, 少以空间位置作为变量。文化地理学更关注有空间变量的模型。本文以美国肯德基炸鸡连锁店(KFC) 为例, 分析外来连锁消费企业在北京城区的空间扩散。KFC 的扩散属 于扩展扩散, 该类扩散对目的地的要求高于迁移扩散, 而北京为KFC 早期的进入提供了社会基础。以KFC 总部提供的数据建立了刻画扩散过程的数学模型, 以期对以往研究有所补足。 研究发现KFC 不是按商业中心地等级扩散的, 因此以商业中心地等级为基础设计了6 级扩散 环。以环级数、极半径作为空间变量的建模尝试均不理想; 以极角度作为空间变量的模型通过检验。研究结论为: ① 极半径、极角度和扩散环是以往扩散模型中没有使用过的空间变量, 且极角度模型通过了检验。② 所建模型可为中档大众消费连锁式餐饮企业在大都市内部的布局提供一种决策参考, 即中心扩散应强于周边扩散, 但方位上差别不明显。③ KFC 扩散主要受经济规律控制。本文的不足是把扩散环级作为静态的空间基础, 同时也没考虑同一商圈内其他同类快餐连锁店的竞争关系。本研究因数据局限模型变量较少。
采用1978 年以来近30 年中国各地区的能源及经济数据, 对中国能源生产、消费重心 及GDP 重心变化进行了测定, 在此基础上分析了中国能源生产、消费与经济发展区域差异的 动态变化及其相互关系。结果表明: ① 能源生产重心在逐步向西南方向移动, 整个移动轨迹 近似呈直线变化。揭示了中国能源生产在东西和南北方向上的差距有所减小, 且东西方向差距减小的速度要比南北方向快。② 能源消费重心也在向西南方向移动但波动较大, 其中 1998~2002 年重心位置相对稳定, 年度位置变化很小, 说明各省区能源消费增长速度基本相 同。③ GDP 重心在经度和纬度上均有一定的波动性。④ 中国能源生产与消费重心的演变轨迹既具有一些重要的共同特点, 也存在明显的不同。通过与GDP 重心的对比分析, 各地区的经济发展水平与能源消费密切相关, 说明中国GDP 增长中能源成本较大。